ЛОКАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ НА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТПАЙКОЙ Российский патент 2022 года по МПК G01R31/11 

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в области электроэнергетики, где локационные методы определения дальности до объекта используются для определения расстояния до повреждений на линиях электропередачи.

Известен способ, описываемый в книге Аналитический обзор. Методы и аппаратура определения мест повреждений в электросетях. - Казань: ИЦ «Энергопрогресс», филиал ОАО «Татэнерго», 2002 г. - 152 с, 40-49 с. В ней описывается локационный способ измерения расстояния до места повреждения, при использовании которого генерируют зондирующий импульс в исследуемую линию электропередачи, принимают сигнал, отраженный от неоднородности волнового сопротивления линии электропередачи, и сравнивают полученные рабочие рефлектограммы с эталонной рефлектограммой, полученной при исправной линии электропередачи.

Недостатком данного способа является невозможность выделения конкретного участка в разветвленной электросети, в котором произошло повреждение. Это объясняется неоднозначностью анализа рефлектограмм из-за отсутствия информационного признака разделения вышеуказанных участков в разветвленной электросети с ответвлениями (отпайками).

Известен «Способ определения мест повреждения линий электропередач распределительных сетей» (патент РФ RU 2292559 С1, от 25.08.2005), принятый за прототип, который включает в себя предварительное измерение амплитудно-частотных характеристик k(f) силовых трансформаторов, включенных в каждом ответвлении (отпайке) распределительной сети, последовательную генерацию n зондирующих импульсов с частотой заполнения f_m, исходя из условий k_m(f_m)=0, k_j(f_m)≠0, при i=1÷n; i≠m; m=1÷n, где n - число ответвлений, прием отраженных сигналов на частотах заполнения f_m. Номер ответвления, в котором произошло повреждение линии, определяют по наличию во всех рефлектограммах отраженного сигнала с одинаковым временем запаздывания и отсутствием отраженного сигнала с частотой заполнения f_i от i-го силового трансформатора соответствующего i-го ответвления.

Недостатком данного способа определения мест повреждения линий электропередач распределительных сетей является высокая сложность реализации, обусловленная необходимостью измерения амплитудно-частотных характеристик силовых трансформаторов, генерации n зондирующих импульсов с частотой заполнения f_m. Кроме того, данный способ невозможно применять на линиях с высокочастотной обработкой, при наличии которой на концах линии расположены высокочастотные заградители, которые не пропускают высокочастотные импульсы, соответственно будут отсутствовать сигналы, отраженные от силовых трансформаторов.

Технической задачей, на достижение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей прототипа, за счет определения новых информационных признаков, которые однозначно указывает на поврежденный участок на линии электропередачи с отпайкой, существенное упрощение, по сравнению с прототипом, реализации предлагаемого способа.

Технический результат достигается тем, что в Локационном способе определения места повреждения на линии электропередачи с отпайкой, заключающемся в зондировании линии электропередачи без повреждения электромагнитными импульсами, приеме и регистрации отраженных от мест неоднородности волнового сопротивления линии электропередачи сигналов, составляющих эталонную рефлектограмму данной линии, периодическом зондировании линии электропередачи электромагнитными импульсами, приеме и регистрации отраженных от мест неоднородности волнового сопротивления линии электропередачи сигналов, составляющих рабочую рефлектограмму данной линии, и определении наличия и расстояния до места повреждения по появлению на рабочей рефлектограмме сигнала, отраженного от места повреждения, которого нет на эталонной рефлектограмме данной линии, определении расстояния до места повреждения по положению на рабочей рефлектограмме сигнала, отраженного от места повреждения, согласно изобретению положение повреждения определяют по изменениям в рабочей рефлектограмме, по сравнению с эталонной рефлектограммой, положение повреждения на основной линии до места отпайки определяют по одновременным изменениям в сигналах, отраженных от конца основной линии и от конца отпайки, положение повреждения на основной линии после места отпайки определяют по изменению сигнала, отраженного от конца основной линии и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца отпайки, положение повреждения на отпайке определяют по изменению сигнала, отраженного от конца отпайки, и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца основной линии.

Предлагаемый способ определения места повреждения на линии электропередачи с отпайкой иллюстрируется на фиг.1, где фиг.1а иллюстрирует повреждение на основной линии до отпайки, фиг.1б иллюстрирует повреждение на основной линии после отпайки, фиг.1в иллюстрирует повреждение на отпайке. Цифрами обозначены:

1 - начало основной линии электропередачи, место установки рефлектометра, который зондирует линию электропередачи электромагнитными импульсами;

2 - конец основной линии электропередачи;

3 - начало отпайки, ответвления от основной линии электропередачи, место отпайки;

4 - конец отпаечной линии электропередачи;

5 - положение повреждения на основной линии до места отпайки;

6 - положение повреждения на основной линии после места отпайки;

7 - положение повреждения на отпайке, на ответвлении от основной линии электропередачи.

Локационный способ определения места повреждения на линии электропередачи с отпайкой работает следующим образом.

• Рефлектометр в начале основной линии электропередачи 1 производит зондирование линии электропередачи электромагнитными импульсами, прием и регистрацию отраженных от мест неоднородностей волнового сопротивления линии электропередачи сигналов, составляющих рефлектограмму. В отсутствие повреждений неоднородностями данной линии электропередачи являются начало отпайки 3, конец основной линии электропередачи 2, конец отпаечной линии электропередачи 4.

• Если повреждения на основной линии после места отпайки 6 и повреждения на отпайке, на ответвлении от основной линии электропередачи 7 расположены на одинаковом расстоянии от начала основной линии электропередачи 1 (измерения расстояний производятся вдоль проводов линии электропередачи), то в обоих случаях отраженные от повреждений 6 и 7 сигналы будут располагаться в одном и том же месте на рефлектограмме. Таким образом недостатком простого локационного способа является невозможность выделения конкретного участка в разветвленной электросети, в котором произошло повреждение. Технической задачей, на достижение которой направлено изобретение, является определение нового информационного признака, который однозначно указывает на поврежденный участок на линии электропередачи с отпайкой.

• Каждое повреждение на линии электропередачи (повреждения 5, 6 или 7) формирует неоднородность волнового сопротивления линии, и данные неоднородности вызывает следующие изменения. Во первых, от данных неоднородностей происходит отражение зондирующих линию электропередачи электромагнитных импульсов рефлектометра, расположенного в начале линии 1. В результате рефлектометр принимает и регистрирует отраженный от места повреждения сигнал. Во вторых, в результате отражения, за местом повреждения происходит уменьшение амплитуды зондирующих линию электропередачи электромагнитных импульсов рефлектометра. В третьих, отраженные от конца основной линии 2 и от конца отпайки 4 сигналы, проходя место повреждения дополнительно ослабляют свои амплитуды. Именно данные влияния мест повреждений на падающие импульсы и отраженные сигналы, определяют новые информационные признаки, которые однозначно указывает на поврежденный участок на линии электропередачи с отпайкой.

• В случае повреждения 6 на основной линии после места отпайки 3, зондирующие линию электропередачи электромагнитные импульсы рефлектометра беспрепятственно доходят до конца отпаечной линии электропередачи 4, в результате отраженные от конца отпаечной линии электропередачи 4 сигналы имеют одинаковую амплитуду с сигналами, записанными на эталонной (без повреждений) рефлектограмме. При этом падающие импульсы и отраженные от конца основной линии электропередачи 2 сигналы сильно ослабляются повреждением 6, в результате отраженные от конца основной линии электропередачи 2 сигналы имеют меньшую амплитуду, по сравнению с сигналами, записанными на эталонной (без повреждений) рефлектограмме.

• В случае повреждения 7 на отпайке 3-4, зондирующие линию электропередачи электромагнитные импульсы рефлектометра беспрепятственно доходят до конца основной линии электропередачи 2, в результате отраженные от конца основной линии электропередачи 2 сигналы имеют одинаковую амплитуду с сигналами, записанными на эталонной (без повреждений) рефлектограмме. При этом падающие импульсы и отраженные от конца отпаечной линии электропередачи 3-4 сигналы сильно ослабляются повреждением 7, в результате отраженные от конца отпаечной линии электропередачи 3-4 сигналы имеют меньшую амплитуду, по сравнению с сигналами, записанными на эталонной (без повреждений) рефлектограмме.

• В случае повреждения 5 на основной линии до места отпайки 3, зондирующие импульсы и отраженные от конца основной линии электропередачи 2 и конца отпаечной линии электропередачи 3-4 сигналы сильно ослабляются повреждением 5, в результате отраженные от конца основной линии электропередачи 2 и конца отпаечной линии электропередачи 3-4 сигналы имеют меньшую амплитуду, по сравнению с сигналами, записанными на эталонной (без повреждений) рефлектограмме.

• В результате положение повреждения определяют по изменениям в рабочей рефлектограмме, по сравнению с эталонной рефлектограммой, положение повреждения на основной линии до места отпайки определяют по одновременным изменениям в сигналах, отраженных от конца основной линии и от конца отпайки, положение повреждения на основной линии после места отпайки определяют по изменению сигнала, отраженного от конца основной линии и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца отпайки, положение повреждения на отпайке определяют по изменению сигнала, отраженного от конца отпайки, и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца основной линии.

Таким образом, локационный способ определения места повреждения на линии электропередачи с отпайкой позволяет однозначно определить участок на линии с отпайкой, где произошло повреждение: на основной линии до отпайки, на основной линии после отпайки, или на отпайке.

Использование: в области электроэнергетики для определения расстояния до повреждений на линиях электропередачи. Технический результат – повышение точности определения участка на линии с отпайкой, где произошло повреждение. Согласно способу положение повреждения определяют по изменениям в рабочей рефлектограмме по сравнению с эталонной рефлектограммой. Положение повреждения на основной линии до места отпайки определяют по одновременным изменениям в сигналах, отраженных от конца основной линии и от конца отпайки. Положение повреждения на основной линии после места отпайки определяют по изменению сигнала, отраженного от конца основной линии, и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца отпайки. Положение повреждения на отпайке определяют по изменению сигнала, отраженного от конца отпайки, и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца основной линии. 1 ил.

Локационный способ определения места повреждения на линии электропередачи с отпайкой, заключающийся в зондировании линии электропередачи без повреждения электромагнитными импульсами, приеме и регистрации отраженных от мест неоднородности волнового сопротивления линии электропередачи сигналов, составляющих эталонную рефлектограмму данной линии, периодическом зондировании линии электропередачи электромагнитными импульсами, приеме и регистрации отраженных от мест неоднородности волнового сопротивления линии электропередачи сигналов, составляющих рабочую рефлектограмму данной линии, и определении наличия и расстояния до места повреждения по появлению на рабочей рефлектограмме сигнала, отраженного от места повреждения, которого нет на эталонной рефлектограмме данной линии, определении расстояния до места повреждения по положению на рабочей рефлектограмме сигнала, отраженного от места повреждения, отличающийся тем, что положение повреждения определяют по изменениям в рабочей рефлектограмме по сравнению с эталонной рефлектограммой, положение повреждения на основной линии до места отпайки определяют по одновременным изменениям в сигналах, отраженных от конца основной линии и от конца отпайки, положение повреждения на основной линии после места отпайки определяют по изменению сигнала, отраженного от конца основной линии, и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца отпайки, положение повреждения на отпайке определяют по изменению сигнала, отраженного от конца отпайки, и отсутствию изменения сигнала, отраженного от конца основной линии.